Roboții inspirați de insecte monitorizează medii complexe

Cercetătorii de la Universitatea din Pittsburgh au proiectat roboți minusculi, inspirați de insecte, care pot fi utilizați în medii complexe și strâmte, greu accesibile de către oameni. 

Noua cercetare intitulată „Molecularly Directed, Geometrically-Latched, Impulsive Actuation Powers Sub-Gram Scale Motility” a fost publicată în jurnal. Tehnologii avansate de materiale. 

Imagistica și evaluarea mediului

Junfeng Gao este doctorand în inginerie industrială la Swanson School of Engineering. El a condus lucrările la roboții nou dezvoltați. 

„Acești roboți ar putea fi folosiți pentru a accesa zone închise pentru imagini sau evaluarea mediului, pentru a preleva probe de apă sau pentru a efectua evaluări structurale”, a spus Gao. „Oriunde doriți să accesați locuri închise – unde un bug ar putea ajunge, dar o persoană nu ar putea – aceste mașini ar putea fi utile.”

Acesta este încă un exemplu de cercetători care caută inspirație în natură pentru a construi microboții de astăzi. Creaturile minuscule precum creveții și puricii pot manevra pe suprafețe într-un mod care este mai eficient din punct de vedere energetic decât târarea, bazându-se pe mișcări impulsive. Aceste mișcări au fost apoi replicate în noii roboți din mușchi artificial polimeric.

Ravi Shankar este profesor de inginerie industrială la Pitt. El controlează laboratorul care a condus noile cercetări.

„Este asemănător cu încărcarea unei săgeți într-un arc și împușcarea ei – roboții se blochează pentru a acumula energie și apoi o eliberează într-o explozie impulsivă pentru a sări înainte”, a spus Shankar. „De obicei, acționarea mușchilor artificiali cu care lucrăm este destul de lentă. Am fost atrași de întrebarea: „Cum luăm acest mușchi artificial și îl folosim pentru a genera o acționare de sărituri, mai degrabă decât o acționare lentă?”” 

Trecând la ordinea moleculară și geometrie

Pentru a răspunde la această întrebare, echipa a analizat ordinea moleculară și geometria. 

Mohsen Tabrizi este doctorand în inginerie industrială la Swanson School și coautor al cercetării. 

„Forma compozită curbată a mușchiului polimeric îi permite să creeze energie atunci când este alimentat. Modul în care moleculele sunt aliniate în mușchi se inspiră din lumea naturală, unde acționarea lor combinată generează energie în structură”, a spus Tabrizi. „Acest lucru se realizează folosind nu mai mult de câțiva volți de electricitate.”

Prin proiectarea roboților de mărimea unui greier astfel încât să fie atât versatili, cât și ușori, aceștia pot manevra de-a lungul suprafețelor în mișcare precum nisipul. Ei pot efectua aceste mișcări la fel de ușor ca și pe suprafețe dure. Cel mai impresionant este că roboții pot sări peste apă. 

Cercetarea a inclus și coautorul Arul Clement.